【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
［産業上の利用分野］
本発明は、マイクロ波帯において誘電体共振器等に用い
られる磁器組成物に関し、更に詳しくは、Ｂ ａ ＯＴ
ｉ Ｏｔ Ｎｄｇ Ｏｓ系の誘電体磁器組成物に関
するものである。[Industrial Application Field] The present invention relates to a ceramic composition used for dielectric resonators etc. in the microwave band, and more specifically, B a OT
This invention relates to an i Ot Ndg Os-based dielectric ceramic composition.
【従来の技術】[Conventional technology]
自動車無線や衛星通信のようなマイクロ波を利用した通
信の分野においては、フィルタ等として誘電体磁器が多
用されていることは周知の通りである。このような分野
で使用される誘電体磁器の特性としては、装置を小型化
するため誘電率が高いこと、損失が低いこと、および安
定性に優れていることが望まれている。
マイクロ波用誘電体磁器組成物としては、Ｂ ａ ＯＴ
ｉ Ｏｘ −希土類系が従来公知であり、例えばＢ
ａ ＯＴ Ｉ Ｏｘ Ｎ ｄｚ Ｏｘ系あるいはＢ
ａ ＯＴ ｉ Ｏｌ Ｓｍｔ Ｏｓ系など種々の組成
物について報告されている。。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしこれら公知の組成は、マイクロ波用誘電体材料と
しては必ずしも十分満足のできるものではない。例えば
従来のＢａ０−ＴｉＯ□−ＮｄｚＯｓ系の磁器組成物は
、共振周波数温度係数τｒを小さくできるものの、誘電
率が低く（６０程度）、誘電体のＱも低い。
本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、誘電率が高く温度特性が良好で、且つ損失が小さいマ
イクロ波用誘電体磁器組成物を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］
上記のような目的を達成することのできる本発明は、Ｂ
ａＯＴｉ０ｚ Ｎｄｚ Ｏｘ系材料を主成分とし、そ
れに副成分として適量のｆ３ｉ２０、を添加したマイク
ロ波用誘電体磁器組成物である。
本発明者は、Ｂ ａ ＯＴ ｉ Ｏｘ Ｎ ｄｉ Ｏ
ｘ系の組成物について種々試作実験を繰り返した結果、
Ｂｉ、０２を適量添加することによって誘電率が高く且
つ温度特性が良好で低損失のマイクロ波用誘電体磁器組
成物が得られることを知得し、本発明を完成させるに至
ったものである。
本発明において主成分となるＢａ０−Ｔｉｅ。
ＮｄｔＯｓ系の組成は、ＢａＯが１０．−１６モル％、
Ｔ ｉ Ｏｔが６７．５〜７２モル％、Ｎｄｇ ｏｓが
１５〜１８モル％の範囲であり、そのような主成分に対
して副成分であるＢｉｚＯｌが５〜１１重量％添加され
る。各組成の上限ならびに下限を示す数値は、その値を
含むものである。
ここでＢａＯを１０〜１６モル％としたのは、１０モル
％未満では誘電率が小さくなり、逆に１６モル％を超え
ると温度係数が大きくなってしまうからである。またＴ
ｉ Ｏｚを６７．５〜７２モル％としたのは、６７．
５モル％未満では焼結性が悪くなるし、７２モル％を超
えると温度係数が大きくなるからである。更にＮｄｔＯ
ｌを１５〜１８モル％としたのは、１５モル％未満では
温度係数が大きくなり、１８モル％を超えると誘電率が
小さくなるからである。そして副成分であるＢｉ、Ｏ，
を５〜１１重量％とじたのは、５重量％未満では温度係
数の改善の効果が少なく、また１１重量％を超えると焼
結性が不十分となり誘電体のＱが著しく低下してしまう
からである。
［作用］
上記のようにＢａＯＴｉ０１ Ｎｄｚ Ｏｘ系の主成
分に対してＢｉｔ’ｓを適量添加すると、誘電率が高く
且つ温度特性が良好で低損失のマイクロ波用誘電体磁器
組成物が得られる。
特に主成分の比率を前記の範囲内で適当に変えることに
よって誘電率を６７から９３程度までの間で任意に選定
することができるし、更にＢｉ、Ｏ，の添加量を変える
ことにより共振周波数の温度係数τｆを所望の小さな値
にすることができる。誘電率が高くなれば小型化するこ
とができるけれども加工精度が誘電体共振器の特性に微
妙に影響を与えるから、誘電率をある高い範囲内で適当
に選択できることは誘電体共振器を製作する上において
極めて好ましいことである。
［実施例］
Ｂ ａ ＣＯｘ 、 Ｔ ｉＯｘ 、 Ｎｄｌ ０３お
よびＢｉ、Ｏ，粉体を所定の組成となるように湿式混合
し、１１００℃で３時間仮焼きした。次にこの仮焼物を
ボールミルにより湿式微粉砕し、乾燥した後、ポリビニ
ルアルコールを含む結合剤を加えて造粒し、３ｔ／ｃｍ
”の圧力で成形した。この成形物を１２８０〜１３６０
’Ｃで焼成した後、直径１４ｍｍ、厚さ５＋ｗ＊の円板
に加工したものを試料とし、誘電体共振法により４ＧＨ
ｚにおいて誘電率Ｃ，誘電体のＱ（１／ｌａｎ δ）、
共振周波数の温度係数τｆを測定した。試作測定した試
料の一部の組成並びにそのマイクロ波誘電特性を次表に
示す。
この表において本印を付した試料が本発明の範囲に入る
ものである。この測定結果からＴｉｏｔの少ない試料Ｅ
および試料Ｎは焼結不十分であり、またＴｉ０１の多い
試料Ｂ並びにＮｄ。
０、の少ない試料りは温度係数が悪くなっている。しか
しいずれしても本発明に係る試料は誘電率が６７以上の
良好な組成物であることが判る。
（以 下 余 白 ）
なかでも特に傘車印を付した試料Ｇおよび試料Ｊは誘電
率ε、誘電体のＱ、共振周波数の温度係数τ「のすべて
において極めて良好な特性を呈している。従って本発明
の組成範囲の中でもＢａ０ １４〜１５モル％、Ｔ ｉ
Ｏｚ ６９〜７０モル％ Ｎｄ＊０ｓ１６上＊０ｓ
傍の組成を主成分とし、ＢｔｔＯ，を約８〜９重量％添
加した組成で最も好ましいマイクロ波誘電特性が得られ
る。
［発明の効果］
本発明は上記のような組成物のマイクロ波用誘電体磁器
組成物であるから、高い誘電率を有し、且つ温度係数が
良好で損失の少ないマイクロ波誘電体特性を呈する優れ
た効果を有するものである。It is well known that dielectric ceramics are frequently used as filters and the like in the field of communications using microwaves, such as automobile radio and satellite communications. Dielectric ceramics used in such fields are desired to have a high dielectric constant, low loss, and excellent stability in order to miniaturize devices. As a dielectric ceramic composition for microwave use, B a OT
i Ox - rare earth systems are conventionally known, for example B
a OT I Ox N dz Ox system or B
Various compositions such as a OT i Ol Smt Os system have been reported. . [Problems to be Solved by the Invention] However, these known compositions are not necessarily fully satisfactory as dielectric materials for microwaves. For example, a conventional Ba0-TiO□-NdzOs ceramic composition can have a small resonant frequency temperature coefficient τr, but has a low dielectric constant (about 60) and a low dielectric Q. An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the prior art as described above, and to provide a dielectric ceramic composition for microwave use that has a high dielectric constant, good temperature characteristics, and low loss. [Means for solving the problems] The present invention, which can achieve the above objects, has B.
This is a microwave dielectric ceramic composition containing an aOTi0z Ndz Ox-based material as a main component and an appropriate amount of f3i20 added thereto as a subcomponent. The present inventor has identified B a OT i Ox N di O
As a result of repeating various prototype experiments on x-based compositions,
It was discovered that by adding an appropriate amount of Bi, 02, a microwave dielectric ceramic composition with high dielectric constant, good temperature characteristics, and low loss could be obtained, and this led to the completion of the present invention. . Ba0-Tie is the main component in the present invention. The composition of the NdtOs system is BaO: 10. -16 mol%,
T i Ot is in the range of 67.5 to 72 mol%, Ndgos is in the range of 15 to 18 mol%, and BizOl, which is a subcomponent, is added in an amount of 5 to 11% by weight with respect to the main component. The numerical values indicating the upper and lower limits of each composition include those values. The reason why BaO is set at 10 to 16 mol % is that if it is less than 10 mol %, the dielectric constant will be small, and if it exceeds 16 mol %, the temperature coefficient will become large. Also T
The reason why iOz was set to 67.5 to 72 mol% was 67.
This is because if it is less than 5 mol %, sinterability will be poor, and if it exceeds 72 mol %, the temperature coefficient will become large. Furthermore, NdtO
The reason why l is set to 15 to 18 mol % is because if it is less than 15 mol %, the temperature coefficient becomes large, and if it exceeds 18 mol %, the dielectric constant becomes small. And the subcomponents Bi, O,
The reason why it is limited to 5 to 11% by weight is because if it is less than 5% by weight, the effect of improving the temperature coefficient will be small, and if it exceeds 11% by weight, the sinterability will be insufficient and the Q of the dielectric will drop significantly. It is. [Function] As described above, when an appropriate amount of Bit's is added to the main component of the BaOTi01 Ndz Ox system, a microwave dielectric ceramic composition having a high dielectric constant, good temperature characteristics, and low loss can be obtained. In particular, by appropriately changing the ratio of the main components within the above range, the dielectric constant can be arbitrarily selected from about 67 to 93, and by further changing the amounts of Bi, O, etc., the resonance frequency can be adjusted. The temperature coefficient τf of can be set to a desired small value. Although the higher the dielectric constant, the smaller the dielectric resonator, the higher the dielectric constant, the smaller the dielectric resonator will be. However, the machining accuracy will subtly affect the characteristics of the dielectric resonator, so being able to appropriately select the dielectric constant within a certain high range is important when manufacturing a dielectric resonator. The above is highly preferred. [Example] B a COx , T iOx , Ndl 03, Bi, O, and powder were wet mixed to have a predetermined composition, and calcined at 1100° C. for 3 hours. Next, this calcined product was wet-pulverized using a ball mill, dried, and then granulated by adding a binder containing polyvinyl alcohol.
This molded product was molded at a pressure of 1280 to 1360
After firing at 'C, the sample was processed into a disk with a diameter of 14 mm and a thickness of 5+w*, and a 4GH
Dielectric constant C at z, Q of dielectric (1/lan δ),
The temperature coefficient τf of the resonance frequency was measured. The composition and microwave dielectric properties of some of the prototype samples measured are shown in the table below. Samples marked with this mark in this table fall within the scope of the present invention. From this measurement result, sample E with less Tiot
Sample N is insufficiently sintered, and Sample B and Nd have a large amount of Ti01. Samples with a small amount of 0.0 have a poor temperature coefficient. However, in any case, it can be seen that the sample according to the present invention has a good composition with a dielectric constant of 67 or more. (Margins below) Among them, Sample G and Sample J, which are marked with an umbrella wheel, exhibit extremely good characteristics in all of the dielectric constant ε, Q of the dielectric, and temperature coefficient τ of the resonant frequency. Among the composition ranges of the present invention, Ba0 14 to 15 mol%, Ti
Oz 69-70 mol% Nd*0s16 top*0s
The most preferable microwave dielectric properties can be obtained with a composition in which BttO is the main component and BttO is added in an amount of about 8 to 9% by weight. [Effects of the Invention] Since the present invention is a microwave dielectric ceramic composition having the composition as described above, it has a high dielectric constant, a good temperature coefficient, and exhibits microwave dielectric properties with low loss. It has excellent effects.